張文來

（唐鋼國際工程技術(shù)股份有限公司，河北 唐山 063000）

在21世紀環(huán)保將會推動著鋼鐵工業(yè)技術(shù)實現(xiàn)新的發(fā)展。在這種趨勢下，鋼鐵冶煉技術(shù)的進步和革新，也將會被放在首要位置。尤其是在解決污染物的排放、能源高效利用等問題的技術(shù)方面，更是需要有著突破性的進展。因此，中國高爐煉鐵技術(shù)的未來發(fā)展，也需要這樣的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)。

1 關(guān)于中國高爐煉鐵的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 高爐的熱風(fēng)溫度在不斷提高

從實際情況來看，某些重點鋼鐵企業(yè)的高爐熱風(fēng)溫度正處于逐年增高的情況，并且增幅還比較大。而這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，也大大地降低了煉鐵焦比。例如，根據(jù)相關(guān)的標準來看，當(dāng)高爐的熱風(fēng)溫度在950～1050℃之間時，溫度每升高100℃，可以降低的煉鐵焦比大約為15kg/t。而當(dāng)高爐的風(fēng)溫在1050～1150℃之間時，每升高100℃，可以降低的煉鐵焦比大約為10kg/t。所以說，提高高爐的風(fēng)溫，就是一種降低煉鐵焦比的有效手段。從實際情況來看，高爐熱風(fēng)溫度所提供的熱量，是有45%的高爐煤氣燃燒的來的。而在鋼鐵企業(yè)中，往往都擁有大量的高爐煤氣。所以，對于高爐企業(yè)而言，熱風(fēng)，其實是一種比較廉價的煉鐵能源。

1.2 進入到了高爐大型化的進程

近幾年來，中國已經(jīng)開始自主設(shè)計、研究和制造了很多現(xiàn)代化代的大型高爐。而且，從實際情況來看，我國的高爐大型化也已經(jīng)有了很大的進步。2000年以來，以首鋼京唐5500m3高爐為代表的一批大型高爐在國內(nèi)相繼投入運行。截至目前，4000m3級以上的大型高爐已經(jīng)達到了二十多座。隨著高爐大型化進程的不斷推進，高爐裝備水平的不斷提高，高爐裝備技術(shù)也有了一定的進步。但是，從另外一個角度來看，中國當(dāng)前的煉鐵工業(yè)，正處在多層次、多結(jié)構(gòu)、以及多生產(chǎn)技術(shù)指標共同發(fā)展的階段。由于多種原因的影響，目前大高爐的優(yōu)勢并沒有完全地發(fā)揮出來。再加上某些鋼鐵企業(yè)的思想比較保守，所以小高爐的淘汰工作也進行得十分緩慢。

2 關(guān)于中國高爐煉鐵技術(shù)的未來發(fā)展

2.1 噴煤技術(shù)會得到發(fā)展

從本質(zhì)上來說，高爐噴煤比的提高，對于降焦來說，具有著直接的作用。而且，在高爐煉鐵系統(tǒng)的優(yōu)化中，高爐噴煤比的提高，也是其中的中心環(huán)節(jié)。除此之外，提高噴煤技術(shù)，不僅能夠降低能耗和生鐵的成本，而且還能夠提高煤粉的燃燒率，緩解焦炭短缺的現(xiàn)狀。但是，在實際情況，噴煤比不僅與煤種、噴吹方式、以及精料水平等方面直接相關(guān)，而且與高爐風(fēng)溫更是具有著緊密的聯(lián)系。在高爐煉鐵的過程中，提高風(fēng)溫，就能夠提高噴煤比，能夠充分地降低燃料比。而在低風(fēng)溫、大噴煤比的情況下，燃料比反而會增高，會導(dǎo)致未燃煤粉量增加。因此，在進行大噴煤比操作時，應(yīng)該盡可能地提高風(fēng)溫，以此來提高噴煤比，提高煤粉的利用率。另外，提高噴煤比的措施還包括控制低鼓風(fēng)濕度、采用煤粉混合噴吹的方式等等。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查得知，現(xiàn)目前我國的重點企業(yè)高爐噴煤比比較高，能夠達到世界領(lǐng)先水平。但是，實際的高爐噴煤水平卻并不平衡，某些重點企業(yè)的高爐噴煤比處于世界領(lǐng)先水平，而還有一些企業(yè)的高爐噴煤比卻還處在低水平。

2.2 實現(xiàn)高爐煉鐵自動化

針對高爐煉鐵的未來發(fā)展來說，自動化技術(shù)的實現(xiàn)也是一大重要發(fā)展方向。關(guān)于高爐煉鐵自動化，主要可以從以下兩個方面來進行闡述：

2.2.1 可視型自動化高爐

這種可視化高爐，是借助新型的高精度傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及智能化檢測技術(shù)等多種先進的技術(shù)來實現(xiàn)對高爐工藝流程的實時在線檢測，然后再根據(jù)先進的數(shù)字成像技術(shù)來使得原本密閉的高爐變得直觀化。在這些先進技術(shù)的應(yīng)用下，高爐煉鐵操作的各個環(huán)節(jié)便可以受到實時檢測和監(jiān)控，從而達到可視化的目的。而且，這種方式還可以充分地降低高爐煉鐵的成本。

2.2.2 生態(tài)型自動化高爐

根據(jù)相關(guān)的檢測情況可以得知，通過調(diào)整高爐操作、提高高爐內(nèi)部的反應(yīng)強度，能夠大大地減少各種污染物的排放，其中包括粉塵、CO、CO2、以及硫化物等各種物質(zhì)。從當(dāng)前社會的實際情況來看，要想充分地實現(xiàn)生態(tài)高爐的目標，那么高爐煉鐵技術(shù)就必須要跟隨者科學(xué)技術(shù)的發(fā)展節(jié)奏。只有這樣，才能夠更好地實現(xiàn)高爐的控制機能，以及更好地優(yōu)化高爐煉鐵過程。

表1 中國20座4000 m3以上高爐2018年上半年生產(chǎn)技術(shù)指標

2.3 長壽化技術(shù)研究和發(fā)展

近幾年來，各大地方型的骨干企業(yè)都在積極地推進高爐大型化。在中國，建設(shè)大型高爐，也已經(jīng)成為了鋼鐵工業(yè)的一種必然發(fā)展趨勢。但是，在推進高爐大型化的過程中，必須要注重裝備水平的提高，需要應(yīng)用到成熟的長壽化技術(shù)，盡量使用已經(jīng)成熟了的煉鐵設(shè)備。另外，還需要盡量地提高原燃料的質(zhì)量，使其能夠充分地滿足大高爐生產(chǎn)要求。在實際情況中，長壽化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展方向主要包括幾個方面的內(nèi)容，比方說針對高爐的爐型結(jié)構(gòu)進行合理地優(yōu)化、科學(xué)地增高死鐵層的厚度、積極地應(yīng)用全爐體冷卻技術(shù)裝備以及實現(xiàn)對爐身部位的長壽控制等等問題。這些，都是大型高爐長壽化技術(shù)的發(fā)展方向。

2.4 減少CO2排放的新工藝得到發(fā)展

從本質(zhì)上來說，高爐，其實就是一種直接排放CO2的設(shè)備。而減少高爐CO2排放的工藝，其主要的目標其實就是減少投入高爐中的碳，尤其是焦炭。目前，國外正在研究多種全氧并且利用爐頂來實現(xiàn)煤氣循環(huán)的工藝。而且，有些單位正在研究一種新型的全氧高爐。這種高爐在使用的過程中主要是利用冷的氧氣來替代傳統(tǒng)高爐中的熱風(fēng)，并且將冷的氧氣從高爐的風(fēng)口鼓入，然后再促使大部分爐頂煤氣都經(jīng)過CO2洗滌塔中，再經(jīng)被處理過的包含著有CO的煤氣循環(huán)使用到風(fēng)口加熱到1200℃，并將其余部分加熱到900℃后鼓入到位于爐身下部的第二排風(fēng)口中。根據(jù)相關(guān)的模型計算得知，采用這種方式能夠?qū)⒏郀t的焦比降低到200kg/t，并且燃料比也會降低24%。如今，這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在實驗高爐上得到了驗證，成為了高爐煉鐵技術(shù)未來的發(fā)展方向。但是，若是想要達到大高爐的規(guī)模，可能還需要15～20年的時間。

2.5 高爐精料技術(shù)得到發(fā)展

在高爐煉鐵的生產(chǎn)過程中，應(yīng)用精料技術(shù)，可以實現(xiàn)高爐能量耗散的最小化。從實際情況來看，高爐煉鐵要想實現(xiàn)高效運行的目標，確保煉鐵生產(chǎn)順利，首先就必須要確保能源的可獲取和可供給要求，充分地提高能源的利用率。因此，從這個角度來看，作為一項高效的工業(yè)技術(shù)，高爐精料技術(shù)的優(yōu)勢是十分明顯的。而這，也將成為高爐煉鐵技術(shù)的一個發(fā)展方向。比方說，在技術(shù)上，可以以實現(xiàn)高風(fēng)溫、高富氧大噴煤技術(shù)為目標，從而繼續(xù)完善和改進實際的生產(chǎn)鏈，繼續(xù)向自動化的方向前進，繼續(xù)追求低污染。除此之外，在高爐的設(shè)計方面，不僅要注意生產(chǎn)效果，還需要注意生產(chǎn)環(huán)保，因此，需要在高爐設(shè)計工作中注重實用與環(huán)保相關(guān)的技術(shù)。

3 結(jié)語

在不遠的將來，高爐煉鐵技術(shù)還是會繼續(xù)占據(jù)在煉鐵的主要地位。但是，為了能夠促進高爐煉鐵技術(shù)的高效發(fā)展，鋼鐵企業(yè)還必須深入進行節(jié)能降耗、環(huán)境保護等方面的研究，旨在能夠提高高爐煉鐵技術(shù)水平，提高鋼鐵工業(yè)在市場中的競爭力。